KR100345136B1

KR100345136B1 - Gap sensor apparatus

Info

Publication number: KR100345136B1
Application number: KR1019990066701A
Authority: KR
Inventors: 하경표
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2002-07-24
Also published as: KR20010059309A

Abstract

이 발명은 갭 센서 장치에 관한 것으로, 간극을 측정하기 위한 갭 센서; 상기 갭 센서의 출력 신호를 증폭하기 위한 신호 증폭기; 상기 갭 센서의 저항을 측정하기 위한 저항 측정기; 상기 신호 증폭기의 출력을 상기 저항 측정기로부터 입력된 갭 센서의 저항에 따라 보정하며, 일정 주기로 갭 센서의 출력을 서로 다른 방향으로 스위칭하도록 제어하는 정보 획득 장치; 상기 정보 획득 장치의 제어에 따라 상기 갭 센서의 출력을 일정 주기로 상기 신호 증폭기와 상기 저항 측정기로 스위칭하는 채널 선택기를 포함하며, 열전대를 설치할 필요가 없고, 이로 인해 갭 센서와 열전대 사이의 온도차에 의한 오차가 없어지고, 온도 보정 실험이 필요 없으며, 측정 부피가 줄어든다.The present invention relates to a gap sensor device, comprising: a gap sensor for measuring a gap; A signal amplifier for amplifying the output signal of the gap sensor; A resistance meter for measuring the resistance of the gap sensor; An information acquisition device for correcting the output of the signal amplifier according to the resistance of the gap sensor input from the resistance meter and for switching the output of the gap sensor in different directions at regular intervals; And a channel selector for switching the output of the gap sensor to the signal amplifier and the resistance meter at regular intervals under the control of the information acquisition device, and there is no need to install a thermocouple, which is caused by a temperature difference between the gap sensor and the thermocouple. There is no error, no temperature calibration experiment is required, and the measurement volume is reduced.

Description

Gap Sensor Device {GAP SENSOR APPARATUS}

이 발명은 갭 센서 장치에 관한 것으로서, 특히, 자동차의 엔진에서 피스톤과 라이너 사이의 간극을 측정하는 갭 센서 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gap sensor device, and more particularly, to a gap sensor device for measuring a gap between a piston and a liner in an engine of an automobile.

일반적으로, 갭 센서는 운전중의 피스톤과 라이너 사이의 간극을 측정하여 피스톤의 모션을 파악하거나, 블록과 헤드 사이의 간극을 측정하는데 사용된다.Generally, a gap sensor is used to measure the gap between the piston and the liner during operation to determine the motion of the piston, or to measure the gap between the block and the head.

이와 같은 갭센서에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.Such a gap sensor will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 온도의 변화에 따른 갭센서의 출력 신호를 나타낸 그래프이다.1 is a graph illustrating an output signal of a gap sensor according to a change in temperature.

도1에 도시된 바와 같이, 갭 센서의 출력 신호는 온도에 따라 변하게 되며, 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.As shown in Figure 1, the output signal of the gap sensor is changed according to the temperature, which is expressed as follows.

d = G(E-Eo(T))d = G (E-Eo (T))

d : 간극d: gap

G : 비례상수G: proportional constant

E : 갭 센서 출력E: gap sensor output

Eo : 간극이 없을 때의 출력Eo: Output when there is no gap

위의 식에서 Eo를 온도에 따라 보상하지 않으면, 출력은 최고 수백%의 오차를 갖게 된다.If Eo is not compensated for temperature in the above equation, the output will have errors of up to several hundred percent.

따라서, 갭 센서의 출력을 온도에 따라 보상할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to compensate the output of the gap sensor according to the temperature.

이러한 온도 보상을 위해 종래에는 열전대를 이용하였다.Conventional thermocouples have been used for such temperature compensation.

도2는 종래의 온도를 보상하기 위한 갭 센서의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a gap sensor for compensating for a conventional temperature.

도2에서와 같이, 종래에는 서모 커플(thermo couple)과 같은 열전대(23)를 갭 센서(21)에 부착하고 경화제(22)로 고정시켰다.As shown in Fig. 2, a thermocouple 23 such as a thermo couple is conventionally attached to the gap sensor 21 and fixed with a curing agent 22.

그러나, 이와 같은 방법으로 구성된 종래의 갭 센서는 부피가 커지는 단점이 있다.However, the conventional gap sensor constructed in this way has the disadvantage of being bulky.

또한, 경화제의 열전도 계수가 낮으므로 실제의 갭 센서의 온도와 열전대로 측정하는 온도에 차이가 생겨 신뢰성이 떨어지게 되는 단점이 있다.In addition, since the thermal conductivity coefficient of the curing agent is low, there is a disadvantage that the difference in the temperature of the actual gap sensor and the temperature measured by the thermocouple, and the reliability is lowered.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이와 같은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로서, 갭 센서의 온도를 정확히 측정하여 갭 센서의 출력을 온도에 따라 보상하고, 부피도 작게 차지하는 갭 센서 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve such a disadvantage, and to provide a gap sensor device that accurately measures the temperature of a gap sensor to compensate the output of the gap sensor according to temperature and occupies a small volume. .

도1은 온도의 변화에 따른 갭 센서의 출력 신호를 나타낸 그래프이다.1 is a graph illustrating an output signal of a gap sensor according to a change in temperature.

도3은 이 발명의 실시예에 따른 갭 센서 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a gap sensor device according to an embodiment of the present invention.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 갭 센서 장치는,Gap sensor device according to a feature of the present invention for solving this problem,

간극을 측정하기 위한 갭 센서;A gap sensor for measuring a gap;

상기 갭 센서의 출력 신호를 증폭하기 위한 신호 증폭기;A signal amplifier for amplifying the output signal of the gap sensor;

상기 갭 센서의 저항을 측정하기 위한 저항 측정기;A resistance meter for measuring the resistance of the gap sensor;

상기 신호 증폭기의 출력을 상기 저항 측정기로부터 입력된 갭 센서의 저항에 따라 보정하며, 일정 주기로 갭 센서의 출력을 서로 다른 방향으로 스위칭하도록 제어하는 정보 획득 장치;An information acquisition device for correcting the output of the signal amplifier according to the resistance of the gap sensor input from the resistance meter and for switching the output of the gap sensor in different directions at regular intervals;

상기 정보 획득 장치의 제어에 따라 상기 갭 센서의 출력을 일정 주기로 상기 신호 증폭기와 상기 저항 측정기로 스위칭하는 채널 선택기를 포함한다.And a channel selector for switching the output of the gap sensor to the signal amplifier and the resistance meter at regular intervals under the control of the information acquisition device.

그러면 이 분야의 통상의 지식을 지닌자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조로 하여 실시예에 관하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments will now be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도3을 참조하면, 이 발명의 실시예에 따른 갭 센서 장치는,Referring to Figure 3, the gap sensor device according to an embodiment of the present invention,

간극을 측정하기 위한 갭 센서(31);A gap sensor 31 for measuring a gap;

상기 갭 센서(31)의 출력 신호를 증폭하기 위한 신호 증폭기(33);A signal amplifier (33) for amplifying the output signal of the gap sensor (31);

상기 갭 센서(31)의 저항을 측정하기 위한 저항 측정기(35);A resistance meter (35) for measuring the resistance of the gap sensor (31);

상기 신호 증폭기(33)의 출력을 상기 저항 측정기(35)로부터 입력된 갭 센서(31)의 저항에 따라 보정하며, 일정 주기로 갭 센서(31)의 출력을 서로 다른 방향으로 스위칭하도록 제어하는 정보 획득 장치(36);The output of the signal amplifier 33 is corrected according to the resistance of the gap sensor 31 input from the resistance measuring device 35, and information is obtained for controlling the switching of the output of the gap sensor 31 in different directions at regular intervals. Device 36;

상기 정보 획득 장치(36)의 제어에 따라 상기 갭 센서(31)의 출력을 일정 주기로 상기 신호 증폭기(33)와 상기 저항 측정기(35)로 스위칭하도록 제어하는 채널 선택 제어기(34);A channel selection controller (34) for controlling the output of the gap sensor (31) to be switched to the signal amplifier (33) and the resistance meter (35) at regular intervals under the control of the information acquisition device (36);

상기 채널 선택 제어기(34)의 제어에 따라 스위칭을 하는 채널 선택기(32)를 포함한다.And a channel selector 32 for switching under the control of the channel selection controller 34.

그러면 이러한 구성을 가진 갭 센서 장치의 동작에 관하여 상세히 설명하기로 한다.The operation of the gap sensor device having such a configuration will now be described in detail.

먼저, 본 발명의 실시예에서 갭 센서의 온도를 측정하는 원리를 설명하고 이후 동작에 대하여 설명하기로 한다.First, the principle of measuring the temperature of the gap sensor in the embodiment of the present invention will be described after the operation.

갭 센서(31)는 인덕턴스의 변화를 감지하여 간극을 구하는데, 이를 위해 내부에는 가는선으로 된 코일이 존재한다. 갭 센서(31) 내부의 선은 직류 전류를 흘려주면 인덕턴스에는 무관하고, 저항에 따라 전압 강하가 일어나고, 이때의 저항값은 수 오옴 정도이다.The gap sensor 31 detects a change in inductance to obtain a gap. For this purpose, a coil of a thin line exists inside. The line inside the gap sensor 31 is independent of inductance when a direct current flows, and a voltage drop occurs depending on the resistance, and the resistance value at this time is about several ohms.

금속의 저항은 온도에 따라 다음식과 같이 표현된다.The resistance of the metal is expressed by the following equation depending on the temperature.

R = Ro(1 + αT)R = Ro (1 + αT)

R : 저항, Ro : 기준 저항, α: 온도 저항 계수, T : 온도R: resistance, Ro: reference resistance, α: temperature resistance coefficient, T: temperature

위식에서와 같이 저항의 변화를 감지하면 이로부터 온도를 알 수가 있다.As in the above equation, by detecting a change in resistance, the temperature can be known from this.

여기서, α는 금속에 따라 결정되는 상수이므로 보정 실험이 필요하지 않으며, 기준 온도에서 기준 저항값만 알면 온도 측정을 위해 추가로 보정 실험을 할필요는 없다.Here, α is a constant determined according to the metal, and thus no calibration experiment is required, and if only the reference resistance value is known at the reference temperature, it is not necessary to perform an additional calibration experiment for temperature measurement.

한편, 갭 측정과 온도 측정은 동시에 수행하기가 어려우므로 번갈아 가면서 측정해야 한다. 이때, 온도는 갭에 비해 변화가 심하지 않으므로 온도의 측정 주기는 갭 측정에 비해 길게 한다. 이 경우, 온도 측정에 필요한 시간이 크지 않으므로 갭만 측정하는 경우와 비교하여 정보 획득에는 영향이 거의 없게 된다.On the other hand, the gap measurement and the temperature measurement are difficult to perform at the same time, so the measurements should be taken alternately. At this time, since the temperature does not change significantly compared to the gap, the measurement period of the temperature is longer than that of the gap measurement. In this case, since the time required for temperature measurement is not large, there is little effect on the information acquisition as compared to the case where only the gap is measured.

그러면, 이와 같은 원리에 의해 동작하는 이 발명의 실시예에 따른 갭 센서 장치의 동작에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Then, the operation of the gap sensor device according to the embodiment of the present invention operating according to this principle will be described in detail.

먼저, 운전자에 의해 전원이 인가되어 엔진이 시동되면, 자동차의 엔진이 운전 상태에 있게 된다.First, when power is applied by the driver to start the engine, the engine of the vehicle is in a driving state.

그러면, 갭 센서(31)는 엔진의 피스톤과 라이너 사이의 간극을 측정하여 출력한다. 이때, 갭 센서(31)는 블록과 헤드 사이의 간극을 측정하는데 사용될 수도 있다.Then, the gap sensor 31 measures and outputs a gap between the piston and the liner of the engine. At this time, the gap sensor 31 may be used to measure the gap between the block and the head.

한편, 정보 획득장치(36)는 채널 선택 제어기(34)를 제어하여 채널 선택기(32)가 일정 주기로 갭 센서(31)의 출력을 스위칭하도록 한다.On the other hand, the information acquisition device 36 controls the channel selection controller 34 to cause the channel selector 32 to switch the output of the gap sensor 31 at regular intervals.

이때, 채널 선택기(32)는 저항 측정기(35)로의 온 시간을 짧게 하고, 신호 증폭기(33)로의 온 시간을 길게 한다.At this time, the channel selector 32 shortens the on time to the resistance meter 35 and lengthens the on time to the signal amplifier 33.

채널 선택기(32)가 갭 센서(31)의 출력을 신호 증폭기(33)로 스위칭하는 경우, 신호 증폭기(33)는 갭 센서(31)의 출력을 증폭하여 정보 획득 장치(36)로 출력한다.When the channel selector 32 switches the output of the gap sensor 31 to the signal amplifier 33, the signal amplifier 33 amplifies the output of the gap sensor 31 and outputs it to the information acquisition device 36.

또한, 채널 선택기(32)가 갭 센서(31)의 출력을 저항 측정기(35)로 스위칭하는 경우, 저항 측정기(35)는 갭 센서(31)의 저항값을 측정하여 측정된 저항값을 정보 획득 장치(36)로 출력한다.In addition, when the channel selector 32 switches the output of the gap sensor 31 to the resistance meter 35, the resistance meter 35 measures the resistance value of the gap sensor 31 to obtain information about the measured resistance value. Output to device 36.

그러면, 정보 획득 장치(36)는 저항 측정기(35)로부터 입력받은 저항값의 변화로부터 갭 센서(31)의 출력을 상기한 수학식 2를 이용하여 계산하고, 계산된 결과로 부터 온도를 계산하여 신호 증폭기(33)로부터 입력되는 값을 보정한다.Then, the information acquisition device 36 calculates the output of the gap sensor 31 from the change in the resistance value received from the resistance meter 35 using Equation 2, and calculates the temperature from the calculated result. The value input from the signal amplifier 33 is corrected.

따라서, 정보 획득 장치(36)는 갭 센서(31)의 출력을 정확하게 보정하여 피스톤과 라이너 사이의 간극을 오차가 거의 없이 구할 수 있다.Therefore, the information acquisition device 36 can accurately correct the output of the gap sensor 31 to obtain the gap between the piston and the liner with almost no error.

상기한 채널 선택 제어기(34)의 기능은 정보 획득 장치(36)에 내장할 수도 있다.The function of the channel selection controller 34 may be incorporated in the information acquisition device 36.

이상에서와 같이, 이 발명의 실시예에서, 열전대를 설치할 필요가 없고, 이로 인해 갭 센서와 열전대 사이의 온도차에 의한 오차가 없어지고, 온도 보정 실험이 필요 없으며, 측정 부피가 줄어드는 갭 센서장치를 제공할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, there is no need to install a thermocouple, which eliminates the error caused by the temperature difference between the gap sensor and the thermocouple, eliminates the need for temperature correction experiments, and reduces the measurement volume. Can provide.

Claims

A gap sensor for measuring a gap;

A signal amplifier for amplifying the output signal of the gap sensor;

A resistance meter for measuring the resistance of the gap sensor;

An information acquisition device for correcting the output of the signal amplifier according to the resistance of the gap sensor input from the resistance meter and for switching the output of the gap sensor in different directions at regular intervals;

And a channel selector for switching the output of the gap sensor to the signal amplifier and the resistance meter at regular intervals under the control of the information acquisition device.

The method of claim 1,

The information acquisition device is a gap sensor device characterized in that for measuring the temperature of the gap sensor by the following equation.

R = Ro (1 + αT)

R: resistance, Ro: reference resistance, α: temperature resistance coefficient, T: temperature

The method of claim 1,

And the information acquisition device has a time for connecting the output of the gap sensor to the signal amplifier is greater than a time for connecting the resistance meter.